LEDit syrjäyttävät hehkulamput nopeasti lähes kaikilta alueilta, joilla heidän asemansa näyttivät horjumattomilta. Puolijohdeelementtien kilpailuedut osoittautuivat vakuuttaviksi: alhaiset kustannukset, pitkä käyttöikä ja mikä tärkeintä, parempi hyötysuhde. Jos lamppujen osalta se ei ylittänyt 5%, niin jotkut LED-valmistajat ilmoittavat, että vähintään 60% kulutetusta sähköstä muuttuu valoksi. Näiden lausuntojen todenperäisyys on edelleen markkinoijien omallatunnolla, mutta puolijohdeelementtien kuluttajaominaisuuksien nopea kehitys on kiistaton.
Sisältö
Mikä on LED ja miten se toimii
Light-emitting diodi (LED, LED) on tavanomainen puolijohdediodi, valmistettu kiteiden pohjalta:
- galliumarsenidi, indiumfosfidi tai sinkkiselenidi - optisen alueen emittereille;
- galliumnitridi - ultraviolettiosan laitteille;
- lyijysulfidi - infrapuna-alueella säteileville elementeille.
Näiden materiaalien valinta johtuu siitä, että niistä valmistettujen diodien p-n-liitos säteilee valoa eteenpäin suunnattua jännitettä käytettäessä. Tavallisissa pii- tai germaniumdiodeissa tämä ominaisuus on erittäin heikosti ilmaistu - hehkua ei käytännössä ole.
LEDin emissio ei liity puolijohdeelementin kuumenemisasteeseen, se johtuu elektronien siirtymisestä energiatasolta toiselle varauksenkuljettajien (elektronien ja reikien) rekombinaation aikana. Tuloksena säteilevä valo on yksiväristä.
Tällaisen säteilyn ominaisuus on erittäin kapea spektri, ja haluttua väriä on vaikea valita valosuodattimilla. Ja jotkut hehkun värit (valkoinen, sininen) tällä valmistusperiaatteella ovat saavuttamattomia. Siksi tällä hetkellä on laajalle levinnyt tekniikka, jossa LEDin ulkopinta peitetään loisteaineella ja sen hehku saa alkunsa p-n-liitoksen säteilystä (joka voi olla näkyvää tai UV-alueella).
LED laite
LED oli alun perin järjestetty samalla tavalla kuin tavallinen diodi - p-n-liitos ja kaksi lähtöä. Ainoa läpinäkyvästä yhdisteestä tai metallista valmistettu kotelo, jossa on läpinäkyvä ikkuna hehkun tarkkailuun. Mutta he oppivat upottamaan lisäelementtejä laitteen kuoreen. Esimerkiksi, vastukset - LEDin kytkemiseksi päälle vaaditun jännitteen (12 V, 220 V) piiriin ilman ulkoista putkistoa. Tai generaattori, jossa on jakaja luomaan välkkyviä valoa säteileviä elementtejä. Myös kotelo alettiin peittää loisteaineella, joka hehkuu, kun p-n-liitos sytytetään - näin oli mahdollista laajentaa LEDin ominaisuuksia.
Suuntaus siirtymiseen lyijyttömiin radioelementteihin ei ole ohittanut LEDejä. SMD-laitteet valloittavat nopeasti valaistusmarkkinat tuotantotekniikan etujen ansiosta. Tällaisilla elementeillä ei ole johtopäätöksiä. P-n-liitos on asennettu keraamisen alustan päälle, täytetty yhdisteellä ja päällystetty fosforilla. Jännite syötetään kosketinlevyjen kautta.
Tällä hetkellä valaistuslaitteita alettiin varustaa COB-tekniikalla valmistetuilla LEDeillä. Sen olemus on, että yhdelle levylle on asennettu useita (2-3 - satoja) p-n-liitoksia, jotka on yhdistetty matriisiin. Ylhäältä kaikki asetetaan yhteen koteloon (tai muodostetaan SMD-moduuli) ja peitetään fosforilla. Tällä tekniikalla on suuret näkymät, mutta on epätodennäköistä, että se korvaa kokonaan muut SD-versiot.
Millaisia LED-valoja on olemassa ja missä niitä käytetään
Optisen valikoiman LEDejä käytetään näyttöelementteinä ja valaisina. Jokaisella erikoisalalla on omat vaatimuksensa.
Merkkivalot
Merkkivalon tehtävänä on näyttää laitteen tila (virtalähde, hälytys, anturin toiminta jne.). Tällä alueella p-n-liitoksella hehkuvia LEDejä käytetään laajalti. Ei ole kiellettyä käyttää loisteainelaitteita, mutta siinä ei ole paljon järkeä.Tässä hehkun kirkkaus ei ole ensi sijassa. Etusijalla on kontrasti ja laaja katselukulma. Lähtö-LED:itä (true hole) käytetään kojepaneeleissa, lähtö-LEDejä ja SMD:tä käytetään korteissa.
Valaistus LEDit
Valaistukseen päinvastoin käytetään pääasiassa fosforielementtejä. Näin saat riittävän valotehon ja värit, jotka ovat lähellä luonnollista. SMD-elementit puristavat tämän alueen läpivienti-LEDit käytännössä ulos. COB-LEDit ovat laajalti käytössä.
Erilliseen kategoriaan voimme erottaa laitteet, jotka on suunniteltu lähettämään signaaleja optisella tai infrapuna-alueella. Esimerkiksi kodinkoneiden kaukosäätimille tai turvalaitteille. Ja UV-alueen elementtejä voidaan käyttää pienikokoisiin ultraviolettilähteisiin (valuuttojen, biologisten materiaalien ilmaisimet jne.).
LEDien tärkeimmät ominaisuudet
Kuten kaikilla diodilla, LEDillä on yleiset "diodi"-ominaisuudet. Rajaparametrit, joiden ylittäminen johtaa laitteen vikaantumiseen:
- suurin sallittu eteenpäinvirta;
- suurin sallittu eteenpäin suunnattu jännite;
- suurin sallittu paluujännite.
Muut ominaisuudet ovat erityisiä "LED"-merkkejä.
Hehkuva väri
Hehkuväri - tämä parametri luonnehtii optisen alueen LEDejä. Valaisimissa useimmissa tapauksissa valkoinen ja erilainen valon lämpötila. Indikaattorilla voi olla mikä tahansa näkyvä väri.
Aallonpituus
Tämä parametri toistaa jossain määrin edellisen, mutta kahdella huomautuksella:
- IR- ja UV-alueella olevilla laitteilla ei ole näkyvää väriä, joten niille tämä ominaisuus on ainoa, joka luonnehtii säteilyspektriä;
- tämä parametri soveltuu paremmin LEDeihin, joissa on suora säteily - elementit, joissa on loisteaine emittoivat laajalla kaistalla, joten niiden aallonpituutta ei voida yksiselitteisesti luonnehtia (mikä aallonpituus voi olla valkoisella värillä?).
Siksi emittoidun aallon aallonpituus on melko informatiivinen luku.
Nykyinen kulutus
Kulutettu virta on käyttövirta, jolla säteilyn kirkkaus on optimaalinen. Jos se ylittyy hieman, laite ei nopeasti epäonnistu - ja tämä on sen ero suurimmasta sallitusta arvosta. Sen vähentäminen ei ole myöskään toivottavaa - säteilyn intensiteetti laskee.
Tehoa
Virrankulutus - täällä kaikki on yksinkertaista. Tasavirralla se on yksinkertaisesti kulutetun virran ja käytetyn jännitteen tulo. Valaistustekniikan valmistajat aiheuttavat hämmennystä tähän käsitteeseen ilmoittamalla pakkauksessa suuria määriä vastaavan tehon - hehkulampun tehon, jonka valovirta on yhtä suuri kuin tietyn lampun valovirta.
Näkyvä avaruuskulma
Näennäinen avaruuskulma on helpoimmin esitetty kartiona, joka lähtee valonlähteen keskustasta. Tämä parametri on yhtä suuri kuin tämän kartion avautumiskulma. Merkkivalojen kohdalla se määrittää, kuinka hälytys näkyy ulkopuolelta. Valaistuselementtien valovirta riippuu siitä.
Valon maksimivoimakkuus
Laitteen teknisten ominaisuuksien suurin valovoima ilmoitetaan kandeloissa. Mutta käytännössä osoittautui helpommaksi toimia valovirran käsitteen kanssa. Valovirta (lumeneina) on yhtä suuri kuin valovoiman (kandela) ja näennäisen avaruuskulman tulo.Kaksi LED-valoa, joilla on sama valovoima, antaa eri valaistuksen eri kulmissa. Mitä suurempi kulma, sitä suurempi valovirta. Joten se on helpompaa valaistusjärjestelmien laskennassa.
Jännitteen putoaminen
Myötäjännitehäviö on jännite, joka putoaa LEDin yli, kun se on päällä. Sen tuntemalla voidaan laskea jännite, joka tarvitaan esimerkiksi valoa säteilevien elementtien sarjaketjun avaamiseen.
Kuinka selvittää, mille jännitteelle LED on mitoitettu
Helpoin tapa saada selville LEDin nimellisjännite on katsoa viitekirjallisuutta. Mutta jos kohtaat tuntemattoman alkuperän laitteen ilman merkintää, voit kytkeä sen säädettävään virtalähteeseen ja nostaa jännitettä tasaisesti nollasta. Tietyllä jännitteellä LED vilkkuu kirkkaasti. Tämä on elementin käyttöjännite. Tätä tarkistusta tehdessäsi on pidettävä mielessä muutama asia:
- testattava laite voi olla sisäänrakennetulla vastuksella ja se on suunniteltu riittävän korkealle jännitteelle (jopa 220 V) - jokaisella virtalähteellä ei ole tällaista säätöaluetta;
- LED-säteily voi olla spektrin näkyvän osan ulkopuolella (UV tai IR) - silloin sytytyshetkeä ei voida määrittää visuaalisesti (vaikka IR-laitteen hehku voidaan joissain tapauksissa nähdä älypuhelimen kameran läpi);
- elementti on kytkettävä vakiojännitelähteeseen napaisuutta tiukasti noudattaen, muuten on helppo poistaa LED käytöstä käänteisellä jännitteellä, joka ylittää laitteen ominaisuudet.
Jos ei ole luottamusta tietää elementin pinout, on parempi nostaa jännite 3 ... 3,5 V:iin, jos LED ei syty, poista jännite, vaihda lähdenapojen kytkentä ja toista menettelyä.
Kuinka määrittää LED-valon napaisuus
Johtojen napaisuuden määrittämiseen on useita menetelmiä.
- Johtottomissa elementeissä (mukaan lukien COB) syöttöjännitteen napaisuus ilmoitetaan suoraan kotelossa - symboleilla tai vuorovedellä kuoressa.
- Koska LEDissä on tavallinen p-n-liitos, sitä voidaan kutsua yleismittarilla dioditestitilassa. Joillakin testaajilla on riittävä mittausjännite LEDin sytyttämiseen. Sitten kytkennän oikeellisuutta voidaan ohjata visuaalisesti elementin hehkulla.
- Joissakin CCCP:n metallikotelossa valmistamissa laitteissa oli avain (uloke) katodialueella.
- Lähtöelementtien katodilähtö on pidempi. Tällä perusteella on mahdollista määrittää pinout vain juottamattomille elementeille. Käytetyt LED-johdot on lyhennetty ja taivutettu asennusta varten.
- Lopuksi selvitä sijainti anodi ja katodi ehkä samalla menetelmällä kuin LEDin jännitteen määrittämisessä. Hehku on mahdollista vain, kun elementti on kytketty oikein - katodi lähteen miinukseen, anodi plussaan.
Teknologian kehitys ei pysähdy. Vielä muutama vuosikymmen sitten LED oli kallis lelu laboratoriokokeisiin. Nyt on vaikea kuvitella elämää ilman häntä. Mitä tapahtuu seuraavaksi - aika näyttää.
Samanlaisia artikkeleita:
